JPH11237429A - 地気検出付対地絶縁電源装置と地気検出電流発生装置 - Google Patents

地気検出付対地絶縁電源装置と地気検出電流発生装置

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JPH11237429A
JPH11237429A JP10098038A JP9803898A JPH11237429A JP H11237429 A JPH11237429 A JP H11237429A JP 10098038 A JP10098038 A JP 10098038A JP 9803898 A JP9803898 A JP 9803898A JP H11237429 A JPH11237429 A JP H11237429A
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earth
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Seiichi Terui
聖一 照井
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】軽度の地気発生を早期に発見し高い周波数の信
号で地終点の発見を容易にする。 【解決手段】電路の地絡事故に対して極めて高い安全性
を有する非接地式電路は、地絡事故の正確な検出が困難
であるが、中性点0に半導体(トランジスター)TRの
定電流源による信号電流を対地間に流す事により、非接
地式でありながら、信号電流は流す事が可能となったも
のであり、地絡相の検出判定も極めて正確である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】〔発明の属する技術分野〕本発明は対地絶
縁式電路の漏電に対する高い漏電検出能力の装置と方法
に関するものである.
【0002】〔従来の技術〕従来の対地絶縁式電路の漏
電の検出方法は中性点に測定用電源を印加するものであ
り、この為対地静電容量の大きな系統では有効分電流を
検出しなければならず信号電流の周波数を低くする為困
難であった.
【0003】〔発明が解決しようとする課題〕従来の電
源装置は接地式電線路では非接地側電路が地絡した場合
は地絡点が発熱の為更に地絡の度合が進展し設備損壊等
の重大な事故に進展し、非接地式電線路にあっても、地
絡事故の発生を知らず、地絡点の発見が困難で、短絡停
電火災機材損傷等重大な問題があったが本発明により軽
度の地気発生を早期に発見し高い周波数の信号で地絡点
の発見を容易にする事が出きた.
【0004】図13,14からわかる様に中性点0に電
圧源があるのと地絡点Kgに有るのでは全く意味が異な
る.本発明の図13では電圧源に流れる信号電流は事故
回線を通り地絡点Kgに殆んど全て流れるが、図14の
定電流素子から流れた電流は大地静電容量Cgと地絡抵
抗Rgに分流するので図13の方がはるかに地絡点の探
査が明確で容易となる。
【0005】〔課題を解決する為の手段〕本発明は非接
地式電路の中性点と大地間にトランジスタTRの出力端
子を接続し、入力端子と出力端子の間に入力信号電流を
流し、地絡事故発生時の電圧Eg(中性点0を基準とす
る各線の電圧)により流れる信号電流を信号検出部2で
検出し、地絡点の探査は移動式の地気検知器で行なう事
とする。事故発生はブザー等で事前に地絡事故発生を知
る。
【0006】図1は通常の単相3線式電線路で接地式で
ある。図2は通常の3相3線式電線路で接地式である.
この様な系統では電線路の地絡事故により地絡点に電流
が通り絶縁物の組成の変化、発熱などにより次弟に地絡
抵抗が減少し遂には短絡的事故に発展する。この為漏電
保護しゃ断器ELBや保護しゃ断器MCBが動作し停電
事故に発展するだけでなく、電気設備の損壊や特に制御
回路には微細な電線や導体が使われておりこれらの損壊
が重大な問題となっている。
【0007】図3は絶縁変圧器Trの中性点0に整流器
Rfの1端を接続し1端は大地に接続し整流した電圧は
トランジスタのコレクタとエミッタに接続しており、ベ
ースとエミッタ間には直流電流と信号電流を重畳し入力
信号を流している。今押ボタンスイッチPBを押すとト
ランジスタTRのコレクタとエミッタ間に整流された直
流電圧が加わり、抵抗Rに地気検出信号電流が流れ
る。(請求項1に関連する) この信号電流を信号検出部2で検出し地絡事故を検出す
る。
【0008】図4は3相の絶縁変圧器Trでの地気検出
付対地絶縁電源装置の構成を示している.動作は000
7と同様である.(請求項1に関連する)
【0009】図5は交流非接地式電線路に地気検出信号
電流を注入する方法を示し、CTrは単巻変圧器であ
り、0はその中性点である。単巻変圧器2個を直列接続
としその接続点を中性点0としても良い.枠内SEC−
1には図7が該当し夫々の端子に接続して構成する。
(請求項2に関連する)
【0010】図6は交流非接地式電線路に地気検出信号
電流を注入する方法を示しCTrは三相単巻変圧器であ
り、0はその中性点である。 良い.
【0011】図7はトランジスタTRの入力に発振回路
とバイアス電流を重畳して流す回路が書かれてあり、端
子N−E間に交流又は直流電圧を印加するとN−E端子
に入力信号を増巾した電流が流れる.このSEC−1内
は図5,6SEC−1に該当し夫々の端子に接続して構
成する.(請求項2に関連する)
【0012】図8は地気検出信号電流の回路である.コ
イルCOでは商用周波分と信号電流分双方検出されて増
巾器Aで増巾されてフィルタHPFを通り信号成分のみ
指針形メータAM入力される。図では高域通過形HPF
を示しているが、その他のフィルタとしても良い.この
2内は図5,6の2に共通である.BZはブザーであ
る。
【0013】図9は携帯可能な地気検知器の回路であ
る。携帯用電源Batは電池である.BZはブザーであ
る.(請求項13に関連する)
【0014】図3,4,5,6,9のコイルCOの部分
は図10の様に置き換えても良く、この場合コイルCO
のリアクタンスとコンデンサCのリアクタンスを信号電
流の周波数に対して等しくなる様にして並列共振させる
と検出感度が飛躍的に向上し、埋設物の上からも検知す
る事が出きる。(請求項7,8,9,10,11,1
2,14に関連する)
【0015】図11は整合用変成器ZTrを用いて高い
地絡抵抗の地絡検出を行なう。各図に共通であるがトラ
ンジスターは電界効果型で置き換えても良く、指針形メ
ータAMはレベル表示用として用いるものであり、発光
ダイオード複数個からなるレベル表示器に置き換えても
良い。図3,4,5,6,12の枠内SEC−1に図1
1を置き換えて良く、夫々の端子を接続して構成する.
請求項3,4,6に関連する。
【0016】図15は凾体6に収められた地気検出付対
地絶縁電源装置の外観である。配電盤内に収める時は外
観が異なる。
【0017】図13は分岐回路数n回線を有する非接地
式電線路における地絡検出信号電流isiに対する本発
明の等価回路である。トランジスタTRを駆動する電圧
源EACは地絡点Kgに地絡抵抗Rgを経て、大地に接
続されており、大地静電容量Cg,Cg,Cg
極小の場合、地絡電流iFgはトランジスタQを 電圧源波形は中性点0に対する電線路の使用電圧波形で
商用では正弦波、直流では直流電圧波形である。大地静
電容量Cg,Cg,Cgが大きい場合、その部 わかる.
【0018】図14は分岐回路数n回線を有する非接地
式電線路における地絡検出信号電流isoに対する従来
の等価回路である。トランジスタTRを駆動する電圧源
DCはトランジスタTRと直列に接続され中性線0と
大地間に接続される。 静電容量Cg,Cg,Cgが大きい場合、それぞ
れ分流し 地絡回路の判別が困難である.
【0019】図12は直流電線路に地気検出信号電流を
流す為の回路で結合用抵抗器CCRの中性点0と大地E
間に流す。地気検出信号電流を流す為の回路は図7,1
1が該当し、SEC−1にに夫々の端子符号を接続して
構成する。(請求項5,6に関連する)
【0020】図16は携帯型の地気検知器である。先端
部10にはコイルCOが収納されており、狭い部分での
地絡部分の検出が容易である様細長い形状を有してい
る.信号電流のレベルに応じて発光ダイオード4の点灯
個数が点灯する。又指針形メータにしても良い。
【0021】図17は励磁損保償付整合用変成装置であ
る。図の3は電圧又は電流源であり4は負荷であり、1
次巻線6,2次巻線7は整合用変成器の芯に巻かれてい
る。一般の整合用変成装置では1次側電流と2次側電流
は巻数に反比例して流れるが、1次側電流の一部は励磁
電流として芯内でのロスとなり、1次側入力は全て2次
側には伝わらない。この事は電圧又は電流源の端子c,
dから見た励磁インピーダンスは無限大ではない事を意
味しており、周波数の変動により励磁インピーダンスの
変化があり、低域での励磁損が大きい事等から、高度の
要求に応えられない欠陥を有していた.この欠陥を解消
するために、図17の電流変成器COT,COT
検出し、1次電流と2次電流の差を加減算増巾器A
演算しこの出力を励磁巻線8に流す事により、端子c,
dから見た励磁インピーダンスを無限大に、そして周波
数の変動により励磁損の変化のない、かつ歪みの無い理
想的整合用変成器としたものである。(請求項15に関
連する)
【0022】図18は加減算増巾器の出力のバッファ用
の回路の1例であり、RfBは直流電源部である.(請
求項16に関連する)
【0023】図19は、抵抗器等のインピーダンスを用
いた電流変成器COT,COTである。図17のS
EC−2,3に置換え可能であり、それぞれの端子を接
続して構成する.
【0024】励磁損保償付整合用変成装置を本発明に使
用すると地絡抵抗値の高い地絡事故の発見が可能とな
る。又これをオーディオ装置や通信、その他に使うと飛
躍的な音質の改善や信頼度の向上を計る事が可能とな
る。
【0025】各図に共通であるがトランジスタQは電界
効果型でも良く、指針形メータAMは地気検出信号電流
のレベル表示用として用いる。
【0026】図13,に記した様に地絡事故に対する電
流の方向が異なる性質を利用して事故回線の検出特定を
行なう事も可能である.
【0027】各図に共通であるが、電線路で地絡事故を
起しても、中性点0を流れる電流はトランジスタQが定
電流源である為地絡電流は限りなくゼロに近い。
【0028】整合用変成器ZTrは図では環状である
が、同一磁気回路に巻かれた巻線であれば任意の形状で
良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 単相接地式電線路である。
【図2】 3相接地式電線路である。
【図3】 単相接地式電線路に地気検出付対地絶縁電源
装置を用いた場合の回路図である。
【図4】 3相の地気検出付対地絶縁電源装置の回路図
である。
【図5】 交流単相非接地式電線路に地気検出電流発生
装置を結合する回路図である.枠内SEC−1は図7,
11,17等を該当SEC−2は図8が該当
【図6】 交流3相非接地式電線路に地気検出電流発生
装置を結合する回路図である.枠内SEC−1は図7,
11,17等を該当SEC−2は図8が該当.
【図7】 地気検出電流発生装置の回路図である。
【図8】 地気検出電流の検出構成図である.
【図9】 携帯可能な地気検知器の検出構成図である.
【図10】 検出コイルCOとコンデンサCの接続図で
ある。
【図11】 整合用変成器ZTrを用いた地気検出電流
発生装置の回路図である。
【図12】 非接地式直流電線路に地気検出電流発生装
置を結合する回路図である.
【図13】 本発明の等価回路である.
【図14】 従来の等価回路である。
【図15】 地気検出付対地絶縁電源装置の外観図例で
ある。
【図16】 携帯可能な地気検知器である.
【図17】 励磁損補償付整合用変成装置である。
【図18】 加減算増巾器Aのバッファ回路例であ
る.
【図19】 抵抗器を用いた電流変成器の回路例であ
る.
【図20】 抵抗器を用いた電流変成器の回路例であ
る.
【符号の説明】
Tr:単相変圧器 Tr:3相変圧器 E :大地 F :分岐回路 MCB:ブレーカ Tr :非接地式変圧器 0 :中性点 :信号発生部 :地気検出部 BAT:電池部 BZ :ブザー ZTr:整合用変成器 :パイロットランプ :ブレーカ :押ボタンスイッチ :発光ダイオード :指針型メータ :外凾 :パイロットランプ ▲10▼ :コイル収納部 ▲11▼ :電圧又は電流源 ▲12▼ :負荷 ▲13▼ :1次巻線 ▲14▼ :2次巻線 ▲15▼ :励磁巻線 ▲16▼ :磁気回路芯 R :抵抗器 CO :コイル RfB :直流電源部 Rf :整流器 Q :トランジスタ A :増巾器 ICO :定電流部 OSC :発振部 PB :押ボタンスイッチ TNR :バリスタ HPF :高域通過形フィルタ A :増巾器 AM :指針形メーター C :コンデンサ CCR :結合用抵抗器 COI :定電流源(トランジスタ) EAC :電圧源(交流) EDC :電圧源(直流) Cg :大地静電容量 Kg :地絡点 Rg :地絡抵抗 iso :トランジスタを流れる電流 iFg :地絡電流 i :大地静電容量を流れる電流 RT :抵抗器 CS :結合コンデンサ

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁変圧器Trの中性点0と大地Eとの
    間に整流器Rfを接続し、整流器Rfの出力をトランジ
    スタQの出力に接続し、トランジスタQの入力に信号発
    生部1を接続し、地気検出部2とで構成する地気検出付
    対地絶縁電源装置
  2. 【請求項2】 非接地式電線路に結合変成器CTrを接
    続し、この中性点0と大地Eとの間に整流器Rfを接続
    し、整流器Rfの出力をトランジスタQの出力に接続
    し、トランジスタQの入力に信号発生部1を接続し、地
    気検出部2とで構成する地気検出電流発生装置
  3. 【請求項3】 絶縁変圧器Trの中性点0と大地Eとの
    間に整合用変成器ZTrの1次巻線を接続し、2次巻線
    に整流器Rfを接続し、整流器Rfの出力をトランジス
    タQの出力に接続し、トランジスタQの入力に信号発生
    部1を接続し、地気検出部2とで構成する地気検出付対
    地絶縁電源装置
  4. 【請求項4】 非接地式電線路に結合変成器CTrを接
    続し、この中性点0と大地Eとの間に整合用変成器ZT
    rの1次巻線を接続し、2次巻線に整流器Rfを接続
    し、整流器Rfの出力をトランジスタQの出力に接続
    し、トランジスタQの入力に信号発生部1を接続し、地
    気検出部2とで構成する地気検出電流発生装置
  5. 【請求項5】 非接地式電線路に結合用抵抗器CCRを
    接続し、この中性点0と大地Eとの間に整流器Rfを接
    続し、整流器Rfの出力をトランジスタQの出力に接続
    し、トランジスタQの入力に信号発生部1を接続し、地
    気検出部2とで構成する地気検出電流発生装置
  6. 【請求項6】 非接地式電線路に結合用抵抗器CCRを
    接続し、この中性点0と大地Eとの間に整合用変成器Z
    Trの1次巻線を接続し、2次巻線に整流器Rfを接続
    し、整流器Rfの出力をトランジスタQの出力に接続
    し、トランジスタQの入力に信号発生部1を接続し、地
    気検出部2とで構成する地気検出電流発生装置
  7. 【請求項7】 地気検出部2のコイルCOとコンデンサ
    Cを並列に接続し、地気検出信号電流に対して並列共振
    させて成る地気検出部2を用いる請求項1記載の地気検
    出付対地絶縁電源装置
  8. 【請求項8】 地気検出部2のコイルCOとコンデンサ
    Cを並列に接続し、地気検出信号電流に対して並列共振
    させて成る地気検出部2を用いる請求項2記載の地気検
    出電流発生装置
  9. 【請求項9】 地気検出部2のコイルCOとコンデンサ
    Cを並列に接続し、地気検出信号電流に対して並列共振
    させて成る地気検出部2を用いる請求項3記載の地気検
    出付対地絶縁電源装置
  10. 【請求項10】 地気検出部2のコイルCOとコンデン
    サCを並列に接続し、地気検出信号電流に対して並列共
    振させて成る地気検出部2を用いる請求項4記載の地気
    検出電流発生装置
  11. 【請求項11】 地気検出部2のコイルCOとコンデン
    サCを並列に接続し、地気検出信号電流に対して並列共
    振させて成る地気検出部2を用いる請求項5記載の地気
    検出電流発生装置
  12. 【請求項12】 地気検出部2のコイルCOとコンデン
    サCを並列に接続し、地気検出信号電流に対して並列共
    振させて成る地気検出部2を用いる請求項6記載の地気
    検出電流発生装置
  13. 【請求項13】 コイルCOと増巾器とフィルタHPF
    とレベル表示器AMとバッテリBATから構成する携帯
    形地気検知器
  14. 【請求項14】 コイルCOと並列にコンデンサCを接
    続し、地気検出電流に対して並列共振させて成る請求項
    13記載の携帯形地気検知器
  15. 【請求項15】 整合用変成器ZTrの1次巻線13の
    電流を電流変成器COTで検出し、2次巻線14の電
    流を電流変成器COTで検出し、この差を演算増巾
    し、出力を励磁巻線15に接続して構成する励磁損補償
    付整合用変成装置
  16. 【請求項16】 加減算増巾器Aの出力をトランジス
    タQの入力に接続し、この出力を励磁巻線15に接続
    して成る請求項15記載の励磁損補償付整合用変成装置
  17. 【請求項17】 請求項15記載の励磁損補償付整合用
    変成装置を用いて広帯域で精密なインピーダンス変換を
    行なう方法
  18. 【請求項18】 請求項16記載の励磁損補償付整合用
    変成装置を用いて広帯域で精密なインピーダンス変換を
    行う方法
JP10098038A 1998-02-23 1998-02-23 地気検出付対地絶縁電源装置と地気検出電流発生装置 Pending JPH11237429A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101813738A (zh) * 2010-04-06 2010-08-25 鞍山银宇电子科技有限公司 一种无线数字供电线路故障报警装置及方法
CN102495291A (zh) * 2011-12-13 2012-06-13 武汉大学 一种变电站接地网腐蚀状态阻抗频率响应测量方法

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